62 (160)

62 3. MATERIAŁY DODATKOWE DO SPAWANIA

Rdzeń luku

O

b)

Strefa zewnętrzna luku

Rysunek 3.3. Wpływ przewodności cieplnej gazu osłonowego na średnicy rdzenia luku i kształt przekroju poprzecznego spoiny oraz na głębokość wtopienia: a) argonu, b) hełu

Energia jonizacji Zajarzenie i stabilność luku zależą w znacznej mierze od energii jonizacji składników tworzących atmosferę ochronną podczas spawania. Gazy o niskiej energii (tabl. 3.1), np. Ar, CO2, ulegają łatwo jonizacji, ułatwiając zajarzenie i utrzymanie stabilnego łuku. Pod tym względem najgorszy jest hel, który wymaga wysokiego napięcia.

Dysocjacja i rekombinacja. W wysokiej temperaturze łuku spawalniczego gazy cząsteczkowe (C0₂, H₂ i 0₂) ulegają dysocjacji. Gdy zdysocjonowany gaz styka się z chłodną powierzchnią metalu spawanego, atomy ulegają rekombinacji i oddają ciepło do metalu. Ciepło rekombinacji sprawia, że powstałe gazy cząsteczkowe zachowują się tak, jakby miały większą przewodność cieplną, podobną w skutkach do tej, która cechuje hel i wodór.

Potencjał utleniający (oksydacyjny). Gazy utleniające (0₂ i C0₂) reagują chemicznie z pierwiastkami występującymi w materiale spawanym i spoiwie, tworząc żużle lub tlenki na powierzchni spoiny. Dodanie do gazów obojętnych nawet niewielkiej ilości gazu utleniającego (C0₂ lub 0₂) stabilizuje jarzenie się łuku i powoduje zmniejszanie kropel przenoszonego metalu.

Napięcie powierzchniowe. Napięcie powierzchniowe między ciekłym metalem i gazem osłonowym ma wpływ na kształt układanego ściegu spoiny. Jeżeli energia powierzchniowa jest wysoka, to uzyskuje się nieregularny, wypukły kształt spoiny. Niska energia powierzchniowa sprawia, że ścieg jest płaski z nieznaczną skłonnością do podtopień.

Osłona z samego argonu zwiększa energię powierzchniową ciekłego metalu i powoduje zatrzymywanie żużli w jeziorku metalu oraz powstanie niekształtnego lica (rys. 3.4). Nawet niewielka ilość gazu czynnego chemicznie (C0₂, 0₂) obniża napięcie powierzchniowe, dzięki czemu podnosi się rzadkopłynność i zwilżalność stopiwa.

Czystość gazu. Niektóre metale, np. stal niestopowa i miedź, są stosunkowo mało wrażliwe na zanieczyszczenia gazu osłonowego, natomiast wrażliwość aluminium, stopów magnezu, a w szczególności Ti, Ta i Zr jest znacznie większa. Rodzaj i ilość zanieczyszczeń w gazie osłonowym wpływają na wygląd powierzchni spoiny, poziom porowatości, skład chemiczny spoiny, trwałość elektrody nie-